祝迪 吳云 鄭宇

【摘要】本文對隔河巖電廠勵磁跨接器誤動的原因進(jìn)行了總結(jié)分析，并對勵磁出現(xiàn)跨接器誤動時的處理方法進(jìn)行了分析和探討。本文中該問題的原因分析及處理方法對該型號勵磁跨接器故障具有較高的參考價值，對同類問題的解決開拓了思路。

【關(guān)鍵詞】勵磁；跨接器；電制動

1、隔河巖電廠勵磁系統(tǒng)概述

同步發(fā)電機(jī)作為典型的交流發(fā)電機(jī)，它的勵磁方式一般分為自勵式和他勵式。隔河巖電廠采用的是自并勵勵磁系統(tǒng)，這套勵磁系統(tǒng)設(shè)備于2013年進(jìn)行設(shè)備更新改造，改造前使用的是加拿大GE公司產(chǎn)品，改造后選用了ABB公司UNITROL6800的勵磁系統(tǒng)。勵磁系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中主要的作用包括維持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定及提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，勵磁系統(tǒng)在電網(wǎng)中具有相當(dāng)重要的作用。UNITROL6800勵磁裝置屬于自并勵雙調(diào)節(jié)器勵磁系統(tǒng)，它的結(jié)構(gòu)組成包括：輸入輸出I/0、功率整流系統(tǒng)、滅磁保護(hù)系統(tǒng)、邏輯控制單元等。UNITROL6800采用了兩塊高性能的AC800 PEC 控制器，兩塊PEC80-CCM快速采樣控制器，雙通道冗余備用運(yùn)行。受控的可控硅整流器直流輸出通過滅磁設(shè)備接入發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子。

2、勵磁電制動及跨接器的原理

水輪發(fā)電機(jī)在解列停機(jī)的過程中，由于機(jī)組轉(zhuǎn)速逐步下降，容易導(dǎo)致水輪發(fā)電機(jī)組推力軸承損壞，原因?yàn)榈退龠\(yùn)行過程中軸承的油膜破壞。因此，當(dāng)發(fā)電機(jī)組解列停機(jī)，轉(zhuǎn)速下降到一定程度后，通常采取頂起制動風(fēng)閘等措施，以機(jī)械制動的方式使發(fā)電機(jī)組盡快停機(jī)。但對轉(zhuǎn)動慣量相對較大的水輪發(fā)電機(jī)組，難以采用機(jī)械制動方式，因此采取了電制動停機(jī)方式。利用電制動方式停機(jī)時，可有效的改善機(jī)組停機(jī)過程中的運(yùn)行工況，能夠大幅縮短停機(jī)流程時間。機(jī)組停機(jī)過程中，當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速下降到百分之六十時，通過監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)令控制三相短路開關(guān)投入。然后，電制動的控制裝置在勵磁繞組上投入由廠用電0.4kV提供并經(jīng)整流而來的勵磁電流，使發(fā)電機(jī)定子感應(yīng)的制動電流迅速上升至發(fā)電機(jī)的額定電流 。制動過程中，由于勵磁電流保持恒定，定子電流也保持恒定，所以制動力矩隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的降低而增大。

跨接器是指利用一個電力電子元件將一個電阻跨接在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路，起到滅磁或者限制轉(zhuǎn)子過電壓作用的裝置。勵磁系統(tǒng)跨接器主要作用為轉(zhuǎn)子過電壓保護(hù)及控制轉(zhuǎn)子回路滅磁時的能量轉(zhuǎn)移。其基本電路及其原理為，一組正反向并聯(lián)的可控硅串聯(lián)一個放電電阻后再并聯(lián)在勵磁繞組兩段，當(dāng)可控硅的觸發(fā)器電路檢測到轉(zhuǎn)子過電壓后，立即發(fā)出觸發(fā)脈沖使可控硅導(dǎo)通，利用放電電阻吸收過電壓能量。

3、故障現(xiàn)象及原因分析

隔河巖電廠二號機(jī)組勵磁裝置檢修試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，在電制動的退出過程中，斷開電制動開關(guān)Q08開斷制動電流時，勵磁跨接器BOD裝置動作，發(fā)出有負(fù)向電流的告警信號，繼而引起滅磁開關(guān)跳閘動作。經(jīng)分析，隔河巖機(jī)組電制動電源由廠用交流電源經(jīng)制動變壓器降壓及二極管整流后提供。當(dāng)電制動退出時，電制動電源未斷開，電制動開關(guān)Q08直接開斷制動電流所產(chǎn)生的電壓使跨接器BOD裝置動作。

4、故障處理

為避免此現(xiàn)象的發(fā)生，在隔河巖電廠廠用電0.4kV供電屏1P上，在二號機(jī)組起勵電源刀閘后到制動變壓器電纜前，增加一個交流接觸器，編號Q09（如圖1所示）。

隔河巖監(jiān)控系統(tǒng)開機(jī)流程分為九大步，其中起勵為第七大步。在監(jiān)控系統(tǒng)開機(jī)第七大步中的“發(fā)起勵令”前增加控制流程，令接觸器Q09投入，給制動變壓器提供電源；在監(jiān)控系統(tǒng)開機(jī)第七步起勵成功后增加控制流程，令接觸器Q09切斷制動變電源。同時在監(jiān)控系統(tǒng)停機(jī)第三步投入電制動前增加控制流程，令接觸器Q09 投入，給制動變壓器提供電源；在監(jiān)控系統(tǒng)停機(jī)第三步電制動退出后增加控制流程，令接觸器Q09 先切斷制動變電源，等制動電流降為零且延時5秒后再斷開電制動開關(guān)Q08。

自隔河巖電廠廠用電0.4kV供電屏1P上取兩根控制電纜到二號機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)LCU2，用于控制及信號告警。交流接觸器Q09的合、分控制從二號機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)LCU2輸出。再將交流接觸器Q09的合、分實(shí)際位置信號反饋給二號機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)LCU2。若Q09的實(shí)際位置信號未反饋給LCU2，既監(jiān)控開關(guān)量輸入點(diǎn)顯示為品質(zhì)壞，則只報警，不終止開停機(jī)流程。交流接觸器Q09工作電源采用AC220V，直接取自隔河巖電廠廠用電0.4kV供電屏1P電制動電源，可保證電制動電源的可靠投入。

5、結(jié)語

本次故障處理中，在隔河巖電廠二號機(jī)組起勵電源刀閘及制動變壓器之間，增加了一個交流接觸器，并修改相關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)控制流程。起勵電源交流接觸器Q09由監(jiān)控系統(tǒng)控制，僅在起勵和電制動期間投入，機(jī)組正常運(yùn)行時不投電制動電源，避免了此前制動變壓器長期帶電的問題，既節(jié)能又可提高機(jī)組運(yùn)行的安全性。

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